基于AutoCAD圖解礦山兩井定向的計算方法研究

　　針對礦山兩井定向內(nèi)業(yè)計算步驟多、公式復(fù)雜、過程繁瑣、需要進行數(shù)據(jù)平差、耗時長且易算錯的情況，探討了利用AutoCAD 繪圖軟件的坐標(biāo)展點、旋轉(zhuǎn)、縮放、查詢、距離和角度量測等功能進行兩井定向的圖解計算方法，并通過實例與傳統(tǒng)計算結(jié)果進行比較。結(jié)果表明: 測角閉合差、坐標(biāo)閉合差和全長閉合差都是完全一致的，平差后的坐標(biāo)差值最大為1. 9 mm，最小為0. 2 mm，符合《礦山測量規(guī)程》的要求。驗證了AutoCAD 圖解計算精度的可靠性，同時顯示了利用AutoCAD 圖解計算直觀性和快捷的優(yōu)點，為礦山測量人員解算兩井定向提供了一種新的簡便計算方法。

　　引言

　　在礦山工程中，為了滿足礦井建設(shè)、生產(chǎn)、管理和安全的需要，必須建立井上下統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，對于采用平硐或斜井開采的礦井，可以用導(dǎo)線測量的方法直接將地面的坐標(biāo)導(dǎo)入至井下; 而對于立井開采的礦井，進行井上下聯(lián)系測量則需要一井定向或兩井定向。一井定向是在一個井筒內(nèi)懸掛2根鋼絲，將地面點的坐標(biāo)和邊長方位角傳遞到井下; 兩井定向則是在2 個井筒內(nèi)各懸掛1 根鋼絲，通過地面和井下導(dǎo)線測量將其聯(lián)系起來，從而將地面坐標(biāo)系統(tǒng)中的點坐標(biāo)和邊長方位角傳遞到井下。兩井定向和一井定向相比，一井定向投點邊長短、計算簡單，但精度低，不常使用; 兩井定向由于2 點相距較遠(yuǎn)，投點誤差影響小，定向精度高，但計算復(fù)雜、步驟多且易出錯。如今，AutoCAD 已廣泛應(yīng)用于機械、建筑、電子、航天、礦山、土木工程、測繪等領(lǐng)域，成為工程設(shè)計領(lǐng)域中應(yīng)用最多的計算機繪圖軟件。利用AutoCAD 相應(yīng)功能進行圖解計算兩井定向，將使其變得簡單、直觀、速度快、效率高、不易出錯并能保證計算精度，具有一定的可操作性，筆者探討利用AutoCAD 圖解計算兩井定向相關(guān)數(shù)據(jù)的原理與方法，并通過實例驗證了AutoCAD 圖解計算結(jié)果的可靠性與結(jié)果精度。

　　4、利用AutoCAD 圖解計算注意事項

　　1) 展點前需要根據(jù)測區(qū)的最小坐標(biāo)和最大坐標(biāo)設(shè)置圖形界線，精度至0. 1 mm。

　　2) 由于高斯平面測量坐標(biāo)系與AutoCAD 的數(shù)學(xué)坐標(biāo)系不同，展點和坐標(biāo)查詢時需要將X 和Y 坐標(biāo)對換，坐標(biāo)方位角是順時針旋轉(zhuǎn)，而數(shù)學(xué)坐標(biāo)系中的角度是以逆時針方向旋轉(zhuǎn)的，所以在旋轉(zhuǎn)測量角度前加負(fù)號。

　　3) 旋轉(zhuǎn)和縮放導(dǎo)線前，需將導(dǎo)線整體設(shè)置為AutoCAD 中多段線形式，不能用直線的方式相連。

　　4) 使用AutoCAD 中ID 命令查詢各點坐標(biāo)時，須使用“對象捕捉”模式精確查詢，還可以方便地查詢和標(biāo)注每條導(dǎo)線邊坐標(biāo)方位角。

　　5) 利用AutoCAD 圖解計算，只適用于坐標(biāo)測量的計算，對于高程的計算需單獨進行。

　　6) 利用AutoCAD 作圖計算，只適用于單一形式的導(dǎo)線測量，對于地下空間交叉導(dǎo)線、結(jié)點導(dǎo)線的幾何解算方法還有待于進一步探討。

　　5、結(jié)語

　　對于兩井定向，采用不同的數(shù)學(xué)模型和計算方法，其計算結(jié)果都是有微小差別的，而利用AutoCAD進行兩井定向的圖解計算，可以做到簡單快捷、直觀明了，減少測量人員的內(nèi)業(yè)計算工作量，提高工作效率，還可以直觀檢查或避免測量與計算過程中的錯誤，通過實例驗算，計算的成果和精度與傳統(tǒng)公式法計算是一致的，該方法同樣適用于地面支導(dǎo)線和無定向附合導(dǎo)線測量的計算，在礦山工程和線路工程測量中可以推廣應(yīng)用。